静态推靠式旋转导向系统三支撑掌偏置机构控制方案

随着国内复杂定向井、水平井以及高难度3D井身结构井的增加,对于旋转导向钻井技术的需求也不断增加,而目前国内对静态推靠式旋转导向系统的导向机构控制方法及原理了解很少,展开相应的研究已非常必要。在外筒旋转的条件下,通过力学矢量合成原理以及数学求解分析表明,静态推靠式三液压支撑掌导向工具同时控制3个支撑掌分力的方案不可行;外筒旋转使得三液压支撑掌导向工具存在控制"死区",给出了这种偏置机构最大可使用偏置合力矢量幅值;采用了两支撑掌调整和控制合力矢量的大小和方向,剩余一个支撑掌浮动支撑,并给出了静态推靠式三液压支撑掌导向工具控制算法框图。该框图可为国内科研人员开展该种偏置机构研究提供理论依据。

旋转导向系统三翼肋偏置位移矢量控制方案

利用三翼肋静态偏置式旋转导向工具,研究了偏置位移矢量控制方法,将其简化为控制平面内位移矢量的合成与分解。结合工程实际要求,提出了分位移矢量计算的就近原则和最小能量原则。考虑到外套旋转角速度和翼肋动作到位时间,提出了分位移矢量计算方法,并实现了编程控制。将控制程序嵌入井下微处理器中,与随钻测量系统、地面监控系统构成信息大闭环控制系统,给出了具体应用方法,为旋转导向工具研制及现场应用提供理论依据和指导。